Оптоволокно поможет в лечении и диагностике

Световые импульсы давно используются в медицине. Такой метол лечения получил название оптогенетика, но на сегодняшний день такая терапия используется не часто. Метод воздействия импульсами света на клетки мозга имеет большой потенциал, ученые активно работают в этом направлении и изучают возможности его использования не только в лечении, но и диагностике.  Команда ученых из Гарварда и Массачусетского университета предложили использовать специально разработанное оптическое волокно для лечения и диагностики непосредственно в организме человека.

Американские исследователи разработали специальное волокно, которое хорошо растягивается и биологически совместимо с живыми клетками человеческого организма. Новый материал состоит из гидрогеля и специалисты предполагают, что в будущем такие волокна будут использоваться для лечения начальных стадий болезни, они будут вживляться в головной мозг или тело человека и смогут также «подсвечивать» первые проявления болезни. 

Сами разработчики уникального волокна отметили, что оно имеет свойство растягиваться, что позволяет использовать его в качестве имплантата без риска разрыва. Структура гелиевых волокон вполне пригодна для метода оптогенетики (стимуляция в головном мозге определенных клеток с помощью световых импульсов).

По словам ученых, гелиевые волокна могут нанести вред прилегающим тканям, особенно в головном мозге. Профессор Хуанхэ Жао пояснил, что головной мозг можно сравнить с желе, тогда как волокна, вживленные в него, будут стеклами – хрупкими, но опасными элементами, которые могут нанести вред нежным тканям. Если бы гибкость и мягкость волокон могла соответствовать тканям мозга, то стимуляция была бы более эффективной и долгосрочной.

Выводы своих исследовательских работу ученые опубликовали в одном из научных изданий. В качестве основы была взята работа Сек-Хюна (Энди) Юна, команда которого разработала оптоволокно из гидрогеля, эффективно передающее свет.

Но структура этого волокна была не прочной, и все попытки растянуть его приводили к разломам. Команда Жао предложила оптоволокно из гидрогеля, обладающее хорошей тягучестью и обе команды решили дальше работать совместно в этом направлении. Команда Юна предложила создать волокно в виде ядра, помещенного в оболочку, чтобы обеспечить предельный поток света ядро и оболочка должны быть изготовлены из материалов с различными уровнем преломления. После нескольких экспериментов было установлено, что гидрогель команды Жао идеально подходит для ядра, в состав оболочки было добавлено несколько специальных добавок, которые сохраняли форму и предотвращали разрыв после растягивания.

Исследователи заявили, что уникальное оптоволокно из гидрогеля в будущем станут использоваться в качестве датчиков, которые будут срабатывать на появление первых признаков болезни, кроме того, такие гелиевые волокна подойдут для диагностики а долгосрочной перспективе и помогут следить за развитием опухолей или воспалительными процессами в организме.

Когда новое оптоволокно появится на медицинском рынке трудно сказать, так как исследователям предстоит провести еще ряд клинических испытаний, которые могут занять несколько лет.

[1], [2], [3]